LED-Diffusionsfolien aus Makrofol® und Wärmemanagement-Lösungen für LED-Anwendungen

Insbesondere die geringere Wärmeentwicklung dieser elektronischen Lichtquelle erlauben heute den Einsatz anderer Werkstoffe wie PMMA oder Polycarbonat. LED-Leuchtmittel emittieren jedoch stark punktförmig das Licht, was gerade bei einer möglichst gleichmäßigen Ausleuchtung mit Licht störend ist.

Die Firma Covestro AG (ehem. BayerMaterialScience) hat sich dieses Themas angenommen. Die Diffusionsfolien bzw. Streufolien Makrofol® LM auf Polycarbonatbasis spreizen das punktförmige Licht so, dass punktförmige Lichtquellen wie LEDs (LED-Spots) zu einer gleichmäßig beleuchteten Fläche verschmelzen und somit die LED-Lichtquelle unsichtbar wird.
Sie erreichen ihren besonderen Streueffekt durch spezielle, in das Material eingebettete Streupigmente bei nur geringer Abschwächung der Lichtintensität an sich.

Durch die mit Makrofol® LM ausgerüsteten Lampen erzielt man eine homogene Ausleuchtung und es wird eine Mehrfachschattenbildung verhindert. Auch beim Einsatz in hinterleuchteten Bauteilen zeigt die Diffusionsfolie Makrofol® LM  bei einer vergleichsweise geringen Bautiefe eine gleichmäßig flächige Ausleuchtung.

Im Vergleich zu den bisher bekannten Diffusionsfolien mit Oberflächenstrukturierung oder Einfärbung wurde das Verhältnis von Streuwirkung zu Lichtdurchlässigkeit nochmals deutlich verbessert. Mit den Diffusionsfolien Makrofol® LM lässt sich das Licht mit minimalem Leuchtkraftverlust gleichmäßig verteilen.

Viele Gestaltungsmöglichkeiten durch eine Vielzahl verschiedener Folien

Makrofol® LM ist in unterschiedlichen Ausführungen erhältlich. Die Unterschiede liegen vor allem bei der Lichtdurchlässigkeit (Transmissionsgrad) und der Streuwirkung (Halbwertswinkel*). 

Neben den Folien mit intrinsischer Streuwirkung gibt es auch Makrofol® LM – Folien mit aufgeprägten Linienrastern. Diese verbinden punktförmige Lichtquellen wie z.B. von LED`s zu einem Lichtband, was ganz erstaunliche Beleuchtungseffekt ergeben kann.

Aus dem großen Sortiment an Makrofol® LM – Folien kann für jede Anwendung die passende Diffusionsfolie gefunden werden. Das Verkleben von Polycarbonatfolien aus Makrofol® LM miteinander erfolgt mit Lösungsmitteln, Klebebändern (CMC Klebetechnik) oder Reaktionsklebern. Makrofol® LM Diffusionsfolien bzw. Streufolien lassen sich unter Zuführung von Wärme und Druck sowie mittels Ultraschallverfahren verschweißen und können z.T. thermoplastisch geformt werden.

Wärmemanagement für zuverlässige und hochwertige LED-Beleuchtungen

Obwohl LED-Beleuchtungen eine deutlich höhere Energieeffizienz vorweisen können, muß dennoch auf ein ausreichendes Wärmemanagment geachtet werden. Denn bei LED`s entsteht das Licht innerhalb einer sehr kleinen Fläche. Der lichtemittierende Halbleiterkristall (Elektrolumineszenz) erwärmt sich erheblich und muss gekühlt werden.

Bei geringen Leistungen kann diese Kühlung sehr simpel ausfallen oder man kann sogar gänzlich darauf verzichten, da die Anschlussleitungen schon als „Kühlkörper“ ausreichen. Bei Leistungs-LED`s jedoch ist eine bewusste Wärmeableitung notwendig.

LED`s besitzen eine Lebensdauer von 30.000 bis 50.000 Stunden. Damit sie über diese Zeit zuverlässig arbeiten, müssen sie vor Überhitzung geschützt werden. Denn permanent zu warm betriebene LED`s verändert auch ihre Farbtemperatur (die Farbe verändert sich) und Lichtleistung, was sich negativ auf den Lichteindruck auswirken kann.

Aus den oben genannten Gründen werden leistungsfähigere Highpower LED`s bereits herstellerseitig auf einem Metallträger (Miniplatinen, Stars) montiert. Die Idee dahinter ist eine massive Verbreiterung des Wärmeleitpfades. Denn neben der materialspezifischen Wärmeleitfähigkeit geht in die Berechnung des Wärmewiderstandes auch die Fläche mit ein.
Die Miniplatine mit Metallkern kann nun z.B. auf einem Kühlkörper (passive Konvektionskühlung), einer Metallschiene oder einem Peltier-Element (aktive Kühlung, auch möglich: Lüfter) montiert werden.

Schlechter Wärmeübergang reduziert die Wärmeleitung merklich

Bei der Betrachtung des Wärmepfades ist zu beachten, dass durch Oberflächenrauigkeit oder Verformungen infolge thermischer Ausdehnung sich die Anbindung der Miniplatine an einen Kühlkörper verschlechtern kann. Luft ist ein ausgesprochen schlechter Wärmeleiter und daher sind Lufteinschlüsse im Wärmepfad unbedingt zu vermeiden. Ein effizienter Weg ist der Einsatz von Phase-Change Materialien. Diese dünnen wärmeleitenden Schichten schmelzen beim Überschreiten von ca. 50-60°C auf und füllen die Luftkavitäten auf. Die Folge davon ist eine formschlüssige Verbindung zwischen Hochleistungs-LED und Wärmesenke mit guter thermischer Leitfähigkeit.
Die Bedeutung von Übergangswiderständen von einer Oberfläche auf die nächste innerhalb eines Wärmeleitpfades sollte man nicht unterschätzen.

Im Programm der wärmeleitenden Produkte der CMC Klebetechnik gibt es

  • nicht isolierende Produkte (Aluminiumfolie mit wärmeleitenden Beschichtungen)
  • elektrisch isolierende Produkte (z.B. Kapton MT+ Folien mit wärmeleitenden Kleberbeschichtungen)
  • Distanzausgleichende Produkte (Gapfiller bis 10 mm Dicke)
  • Wärmeleitende, doppelseitige Klebebänder für Montage und  Befestigung (z.B. Nitto TR-5320F)

Um die verschiedenen Produkte problemlos einsetzen zu können, ist eine anwendungsgerechte Aufmachung wichtig. Mehrere modulare und flexible Stanzmaschinen, zwei hochpräzise Schneidplotter bis 2050 x 3050 mm Teilegröße sowie etliche Schneid- und Laminiermaschinen lassen kaum einen Wunsch offen. Es können Prototypen-Stückzahlen gefertigt werden, aber auch große Stückzahlen auf rotativen Stanzanlagen. Kundenindividuelle Beschichtungen können auf einem Pilotcoater (Fertigungsbreite 300 mm) schnell und kostengünstig otimiert werden.

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1 Liter of Gap Filler in Only 13 Seconds

Thermal influences can significantly compromise the service life, capacity and especially the operational safety of HV batteries. In order to prevent damage due to excessive temperatures, large quantities of heat-conducting potting media are used here. Scheugenpflug has developed a new system solution for fast and reliable application of these materials.

Electric mobility is gaining momentum: Vehicles with alternative drive systems are regarded as a central component in the fight against noise pollution and steadily rising emissions. The heart of these vehicles is the built-in high-voltage battery. Thermal influences have enormous effects on its service life, capacity and especially its operational safety. For the normal operation of an electric vehicle, operating temperatures of approx. 20 to 40°C are ideal. Excessive thermal loads can cause internal short circuits and consequently severe to irreparable damage to the HV battery and vehicle.

To prevent this from happening, large quantities of thermally conductive paste are used in addition to the built-in cooling system. For each vehicle, about 5 to 10 liters of these highly viscous and highly abrasive media are dispensed in between the battery modules and the enclosing housing. They ensure reliable heat dissipation and thus contribute to the prevention of potential defects caused by overheating. Due to their high viscosity and the high proportion of abrasive fillers, however, the application of thermally conductive materials places high demands on the used dispensing technology. Furthermore, this process step often proves to be a bottleneck in fully automated production processes, since these media often only allow relatively low dispensing speeds.

Material application with up to 80 ml/s

Scheugenpflug has developed a new dispensing solution specifically for the encapsulation of HV batteries. The system, consisting of the high-performance dispenser Dos HP and the PailFeed200 Abrasive material feeding unit, offers dispensing speeds of up to 80 ml/s even when using highly abrasive thermally conductive media. The simultaneous coupling of two feeding systems with the dispenser allows continuous system operation without downtimes. The new system solution has been designed for easy operation and maximum robustness. Users thus benefit from simple and fast maintenance, long service life and significantly reduced maintenance costs.

The high-performance dispenser Dos HP allows the fast and precise application of heat-conducting media with a viscosity of up to 1,000,000 mPa∙s and a maximum volume per shot of 310 ml. The follower plate pump PailFeed200 Abrasive for 200 l barrels ensures the reliable transfer of potting material to the dispenser. The integrated double piston pump with a delivery volume of 480 cm3/stroke allows for a continuous material feed. Thanks to the high delivery pressure of 65 bar, a high output is guaranteed – even when using highly viscous and highly filled thermally conductive pastes.

Learn more about thermal management for HV batteries and our system solution for battery encapsulation in our new video:
www.scheugenpflug.de/en/hv-battery-system

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PCIM und CMC, das passt!

Die CMC Klebetechnik bietet mit ihrem umfangreichen Programm an Isolationsmaterialien für nahezu jeden Aspekt in der Leistungselektronik entsprechende Lösungen an.

Flammbarriere für Leistungselektronik

Besonders die hohe Leistungsdichte in leistungselektronischen Baugruppen wie Frequenzumrichter, Leistungsendstufen, Batterieladegeräten oder Motortreibern kann im Fehlerfall zu einer Überhitzung führen. Damit dieser Anfangs“funke“ sich nicht auf das gesamte Gerät überträgt, müssen besonders gefährdete Bereiche gegen Flammausbreitung gekapselt sein. Häufig wird das mit einem Metallkäfig (siehe Schaltnetzteile in Computern) erreicht.
Werkzeuge für Blechstanzungen sind relativ teuer und leichte Änderungen am Stanzteil verursachen hohe Kosten. Ausserdem ist Metall elektrisch leitend, wodurch zusätzliche Isolationen notwendig sein können, zum Beispiel unter einer Platine.

Gefaltete Gehäuse aus Formex® Folien haben den Vorteil, dass sie kostengünstig hergestellt werden können und elektrisch sehr gut isolieren. Die Folie ist ausserdem flammhemmend nach UL94 – V0 und daher als Flammbarriere geeignet. Die Herstellung solcher Formstanzteile mit Biegekanten erfolgt mit vergleichsweise sehr günstigen Stanzwerkzeugen. So ist auch ein Designwechsel kostenmäßig unbedeutend.

Formex®-Stanzteile sind ein komfortabler, günstiger, leichter und sicherer Ersatz für Metallkäfige, Luftleitbleche und Isolationsaufgaben, bei denen Flammhemmung nach UL94-V0 vorgeschrieben ist.

Wärmemanagement für Leistungselektronik

Leistungselektronik bedeutet auch Verlustwärme. Schon lange bietet CMC Klebetechnik mit Kapton® MT eine sehr dünne, wärmeleitende Isolationsmöglichkeit für die Elektronik an. Kapton® MT (MT+) von DuPont verfügt über hervorragende dielektrische Eigenschaften und kann bis über 300°C eingesetzt werden.

Die wärmeleitenden Beschichtungen von CMC Klebetechnik verbessern den Wärmeübergang. Sie reduzieren massiv Missmatch von Oberflächen und trennen zuverlässig elektrische Potentiale galvanisch voneinander. Ergänzt wird dieser Bereich durch ein sehr umfangreiches Programm an wärmeleitenden Silikonfolien (ab 0,2 mm) und Gapfiller (bis 10 mm), die alle entweder auf Schneidplottern oder Stanzmaschinen kundenindividuell verarbeitet werden.

Für reine Befestigungsaufgaben ohne Isolationsaufgabe steht ein wärmeleitender, gut haftender  Transferklebefilm zur Verfügung. Und zur Vermittlung zwischen Oberflächen (z.B. Transistorgehäuse und Kühlkörper) werden Phase-Change-Produkte angeboten. Diese verdrängen bei Erwärmung die Luft aus dem Wärmeübergangsspalt. Wärmemanagement mit Produkten von CMC Klebetechnik bedeutet eine weitgehende Freiheit in der Designwahl.

Flammhemmende Isolationen nach UL510 und UL94

Ein Großteil elektronischer Geräte wird heute international vermarktet. Eine der weltweit anerkanntesten Regelwerke neben dem IEC sind die Standards von UL. Mit flammhemmenden Klebebändern nach UL510 oder flammhemmenden Transferklebern (Kleberfilm ohne Trägerfolie) nach UL94-V0 können Isolationsaufgaben in der Leistungselektronik normkonform realisiert werden. Denn viele Endgerätenormen verlangen nach dem Einsatz von flammhemmenden Produkten in der Konstruktion von Geräten und Anlagen der Leistungselektronik.
Folien und Klebebänder von CMC Klebetechnik mit Prüfsiegeln von UL erleichtern den Marktzugang und reduzieren die Time-to-Market.

Die CMC Klebetechnik steht für individuelle Lösungen. Denn wir sind Entwickler, Produzent und Weiterverarbeiter in einem.

Lassen Sie sich inspirieren, diskutieren Sie über kundenspezifische Lösungen, Gewinnen Sie einen Einblick in die Möglichkeiten der CMC Klebetechnik: Besuchen Sie uns auf der PCIM 2018 in Nürnberg! Hale 6 Stand 6-124

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STEGO HMI Highlights – Smart Sensor and LED Varioline Enclosure Lamp

STEGO presents its yet most powerful LED lamp at Hannover’s HMI fair: the new LED Varioline. Its integrated socket facilitates the use of additional application options in control cabinets. The temperature and humidity Smart Sensor CSS 014 is STEGO’s latest contribution to the topic of condition monitoring in control cabinet construction.

More light and variability
Just in time for this year’s Hannover Messe, STEGO presents its new, powerful and compact LED enclosure lamp: the LED Varioline. Its light panel measures 300 mm in length and features 30 LEDs. At supply voltages of AC 100-240 V the new lamp consumes 11 W of power and provides more than 1000 lm of light intensity therby illuminating even very large enclosures in their full depth and height. The Varioline’s glare-free light panel utilizes high-quality mid-power LEDs and has a swivel range of 120° for adjustment. Its especially for STEGO hand-selected LEDs ensure homogeneous illumination with a long service life of 60,000 h. The proven daylight color of 6,500 K provides the user with natural, ergonomic and failsafe color reproduction.

In lighting applications with the need of providing the operation of additional electrical devices the Varioline shows its whole variability.
For example, the LED 121 Varioline offers an integrated socket for connecting a laptop, diagnostic device or other devices. Overall, the plug standards of all European countries as well as the USA and Australia are met.

The LED Varioline lamp features a versatile range of switching options. Depending on the use case, versions with on-off switch, motion sensor or door contact switch are applicable. Vibration-proof mounting options include screw or magnetic fixing.

Smart sensor for temperature and humidity measurement
Condition monitoring plays an increasingly important role in industrial applications. The compact Smart Sensor CSS 014 detects temperature and humidity electronically and converts measured data into a standardized analogue 4 to 20 mA signal. This signal if transmitted, for example, to control and monitoring units may be processed further. The CSS 014 Smart Sensor provides two measurement channels. The measurement range is -40 to +60 °C and 0 to 100% RH.

Find more information on all product innovations at STEGO’s Hannover Messe booth in Hall 12, Stand E45. The experts from research & development and sales will be happy to answer your questions and to inform you with profound knowledge.

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STEGO HMI Highlights – Smart Sensor und LED Varioline Schaltschrankleuchte

STEGO stellt auf der HMI mit der neuen LED Varioline seine bis jetzt strahlkräftigste LED-Leuchte vor. Ihre integrierte Steckdose erschließt dem Anwender zusätzliche Einsatzoptionen im Schaltschrank. Der Temperatur- und Luftfeuchte Smart Sensor CSS 014 ist STEGOs jüngster Beitrag zum Thema Condition Monitoring im Schaltschrankbau.

Mehr Licht und Variabilität
Pünktlich zur diesjährigen Hannover Messe präsentiert STEGO seine neue, leuchtgewaltige und kompakte LED-Schaltschrankleuchte: Die LED Varioline. Ihr Leuchtfeld ist 300 mm lang und weist eine Bestückung mit bis zu 30 Leuchtdioden auf. 11 W Leistungsaufnahme bei Versorgungsspannungen von AC 100-240 V sorgen für mehr als 1000 Lm Lichtstärke, welche auch große Schaltschränke in ihrer Tiefe und Höhe vollumfänglich ausleuchten. Möglich macht dies die Bestückung des blendfreien, 120°-schwenkbaren Leuchtpanels mit hochqualitativen Mid-Power-LEDs. Diese für STEGO handselektierten Lichtquellen sichern eine homogene Ausleuchtung bei hoher Lebensdauer von 60.000 h. Die bewährte Tageslichtfarbe von 6.500 K sorgt beim Anwender für Sicherheit durch natürliche und verwechslungsfreie Farbwiedergabe.

Ihre ganze Variabilität spielt die Varioline aus, wenn neben der Leuchtfunktion auch der Betrieb zusätzlicher elektrischer Geräte möglich sein soll. So bietet die LED 121 Varioline eine integrierte Steckdose für den Anschluss von Laptop, Diagnosegerät oder anderen Verbrauchern. Insgesamt stehen die Stecker-Standards aller europäischen Länder sowie der USA und Australiens zur Wahl.

Vielfältig sind auch die Schaltoptionen der LED Varioline. So stehen Ein-Aus-Schalter, Bewegungsmelder oder Türkontaktschalter je nach Anwendungsfall zur Wahl. Flexiblen und vibrationssicheren Halt im Schaltschrank finden die Leuchten mittels Schraub- oder Magnetbefestigung.

Smart Sensor für Temperatur und Luftfeuchte
Wissen was los ist im Schaltschrank: Condition Monitoring spielt in industriellen Applikationen eine zunehmend wichtiger werdende Rolle. So erfasst der kompakte Smart Sensor CSS 014 elektronisch Temperatur und Luftfeuchte und wandelt seine Messdaten in ein standardisiertes analoges 4 bis 20 mA Signal. Dieses kann beispielsweise an Steuerungs- und Überwachungseinheiten übertragen und weiterverarbeitet werden. Der CSS 014 Smart Sensor stellt zwei Messkanäle zur Verfügung. Der Messbereich beträgt -40 bis +60 °C und 0 bis 100 % rF.

Mehr Information zur Schaltschrank-Klimatisierung gibt es am Stand von STEGO in Halle 12, Stand E45. Hier freuen sich die Experten aus Entwicklung und Vertrieb ab 23. April darauf, den Fragen der HMI Besucher in fundierten Fachgesprächen zu begegnen.

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Slimline radial fans for embedded systems

The fan and cooling specialist SEPA EUROPE has now added three further models to its slimline radial fan series. The latest additions impress with their compact dimensions of 38 x 40 x 5 mm, 54 x 52 x 6 mm and 45 x 45 x 4 mm and have more than deserved the name „slimline“.

All fans are equipped with the reliable Magfix sleeve bearings and have a service life of 210 000 h (MTBF) and 40 000 h /L10) at 40 °C. The PWM input in combination with the tacho output enables the speed to be controlled and monitored. It is not obvious at first glance, but the Model HY45AB05PNK00A tops with a pressure of 143 Pa. The new models will be included in the standard range and will therefore be available shortly from stock.

SEPA EUROPE specializes in customized cooling solutions. Thanks to over 25 years of experience, SEPA EUROPE can offer you the appropriate solution for virtually every task.

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Preventing Humidity in Enclosures

Low temperatures – humidity – corrosion. This is where STEGO counteracts and protects sensitive electrical and electronic equipment in control cabinets. The specialist for Thermal Management in enclosures introduce their new Electronic Hygrostat DCF 010. Its integrated switching module easily handles devices with high loads.

Hygrostat with integrated switching function

The Electronic Hygrostat DCF 010 with integrated switching module is used to control high-performance electrical DC devices in control cabinets. The internal electronic switching module directly controls heating and cooling units, filter fans or signal heads. An external sensor, which can be freely placed in the control cabinet, facilitates the precise measurement of the relative humidity. The DCF 010 is designed for a wide voltage range from DC 20 to 56 V.

Hygrostat with additional function

The switching module of the DCF 010 is designed as a normally open (NO) contact and can, for example, control a filter fan. The primary switching function monitors the relative humidity of the ambient air, hereby offering a setting range of 40 to 90% rH. The secondary switching function is permanently set to a switch-on temperature of 5 °C. This switching value combination protects sensitive electronics even better against corrosion, low temperatures and frost.

Proven and user-friendly

The STEGO DC Line products – such as the DCF 010 Electronic Hygrostat, the DCM 010 Switching Module and the DCT 010 Electronic Thermosat – were developed simultaneously on one platform and therefore share high-quality features. The redundant design with high-quality MOSFET technology ensures maximum reliability, short response times and reliable switching of high DC power. The lifetime expectancy exceeds 100,000 switching cycles.

The needs of the technical staff for installation and wiring were also taken into account. The DCF 010 is safely and quickly placed on DIN rails via DIN Clip. The electrical connection is toolfree. A 6-pin push-in terminal efficiently takes up cables with cross-sections up to 2.5 mm2. The external sensor facilitates exact measurement and decouples disturbing influences. Its cable length of 2 m with snap-in connector allows for individual placement via screw or clip attachment. An LED light indicates the functional status. STEGO’s new Electronic Hygrostat is rated with protection class IP20, and carries the EAC mark. Approvals from VDE and UL round off the specification of the DCF 010 comprehensively.

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All-Rounder for DC Applications

Maintaining an ideal atmosphere in control cabinets is key to preventing corrosion. STEGO the specialist for Thermal Management provides a solution to this problem: The Electronic Thermostat DCT 010. The youngest member of the "DC Line" product family offers high usability and variability.

Thermostat with integrated switching function

The Electronic Thermostat DCT 010 with integrated switching module is used to control high-performance electrical DC devices in switch cabinets. Heating and cooling devices, filter fans or signal heads can be controlled directly via the internal electronic switching circuit. Precise temperature measurement is achieved by placing the external sensor freely within the control cabinet. The setting range is 60 °C, available in two versions: -10 to +50 °C and 0 to +60 °C. The DCT 010 is designed for a wide voltage range from DC 20 to 56 V.

Thermostat with additional function

The switching module of the DCT 010 is available in versions as normally open (NO) contact, for example for controlling filter fans and also in versions as normally closed (NC) contact, for example for controlling heaters. In addition the NC versions offer a secondary switching function which monitors humidity of the ambient air. The proven threshold value of 65% relative humidity is fixed. This setup protects sensitive electronics even better against corrosion.

Proven and user-friendly

The STEGO DC Line products – such as the Electronic Thermosat DCT 010, the Switching Module DCM 010 and the Electronic Hygrostat DCF 010 – were developed simultaneously on one platform and therefore share high quality features. The redundant design with high-quality MOSFET technology ensures maximum reliability, short response times and reliable switching of high DC power. The lifetime expectancy exceeds 100,000 switching cycles.

The needs of the technical staff for installation and wiring were also taken into account. The DCT 010 is safely and quickly placed on DIN rails via DIN Clip. The electrical connection is toolfree. A 6-pin push-in terminal efficiently takes up cables with cross-sections up to 2.5 mm2. The external sensor facilitates exact measurement and decouples disturbing influences. Its cable length of 2 m with snap-in connector allows for individual placement via screw or clip attachment. An LED light indicates the functional status. STEGO’s new Electronic Thermostat is rated with protection class IP20, and carries the EAC mark. Approvals from VDE and UL round off the specification of the DCF 010 comprehensively.

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